何欣
[摘 要]随着社会经济的快速发展，油气集输与人们的生产生活关系越来越紧密，油气运输在油田产业中起着至关重要的作用。油气运输管道是整个油气储存以及运输环节中最重要的硬件设备。无论是管道内部还是外部的环境都对它的使用质量存在很大的影响，使得其管道极易发生腐蚀现象，从而影响油气的安全集输工作。本文通过分析油气集输管道的腐蚀机理，研究了油气集输管道的防腐蚀技术，希望为我国未来的油气集输管道防腐工作起到帮助作用。
[关键词]油气；集输管道；腐蚀机理；防腐技术
中图分类号：S444 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0166-01
引言
随着我国工业化进程的加快，石油、天然气等工业产品也有很大的进步，我国的油气集输管道数量不断增加，与此同时，需要注意的是管道腐蚀问题的破坏性，管道腐蚀可致油气的泄漏情况加剧，这不仅造成我国资源的浪费，也给油田企业的经济发展造成了严重阻碍，并对环境起到了一定的破坏作用。所以，我们应该根据油气集输管道的腐蚀机理，利用匹配的防腐蚀技术，做好管道腐蚀的防护工作，将管道腐蚀的出现几率降到最低。
1 油气管道腐蚀的影响因素
据相关研究，在实际油气集输过程中，由于各种难以避免的问题时有发生，所以集输管道的腐蚀现象常常出现。我国的相关机构已经针对这个问题做过很多研究，但并没有取得令人满意的效果。我们必须要面对的现实问题是油气管道的腐蚀对于油气整体集输工作的负面影响很大。油气管道的腐蚀情况与所集输的油气质量情况成反比关系。
1.1 油气管道自身因素
由于油气管道本身的性能特点，不同类型的油气管道其抗腐蚀性能有着显著差异。由于油气大都伴随石油从油井中提取出来，它的主要组成部分包括甲烷和乙烷等可燃性物质，这类物质的化学结构相对比较复杂，在石油集输过程中，如果出现剧烈的碰撞因素，那么这类物质很容易相互作用进而改变油气集输管道的内环境，通过与油气集输管道的管壁内部接触，进而造成降低了其初始状态的抗腐蚀能力，增加了腐蚀现象的发生几率，从而降低油气管道的集输质量，埋下了安全隐患。
1.2 外部环境因素
外界环境因素对油气集输管道的腐蚀现象影响最为明显，一旦集输管道所处环境发生温度改变和酸碱度变化，很容易加重油气管道的腐蚀情况，同时，一些难以避免的恶劣天气因素也会对油气管道的集输情况造成恶劣影响。面对这种现象，油田企业需要在油气管道安置初期就考虑到当地气候的影响，提前做好安全防范工作，避免外部的环境因素降低油气输运的质量。
1.3 施工环境因素
在施工中也存在很多不确定因素会不同程度造成后续油气管线的腐蚀。在实际的油气管线施工过程中，施工材料和施工人员等因素都能影响到油气实际的集输管线工作的抗腐蚀性能，由于施工环境改变造成的问题很容易引起管线的腐蚀。特别是在油气管线的施工过程中，施工人员缺乏足够的专业素养，有时会出现违规操作，为油气管线的后续防腐工作埋下了安全隐患。
2 腐蚀机理
2.1 管道外部腐蚀机理
油气集输管道遭受的外部腐蚀通常是指管道与外部土壤、空气、水等物质接触，产生化学和物理作用，导致管道外壁产生局部腐蚀。土壤中含有空气、水和盐离子等因子，容易与埋藏的管道发生化学或者电化学反应。化学腐蚀一般均匀发生在管壁表面，使得管壁整体变薄，作用过程比较缓慢，对管壁整体破坏力较小。当管道铺设在地下，容易发生电化学腐蚀，对管道的负面影响比较严重。金属管道浸泡在土壤電解质溶液中，由于管道不同部位接触的溶液离子成分和浓度等存在区别，在管道表面形成宏观或局部电池。管道表面温度会存在差异，在温度较高的地方形成阳极。电化学腐蚀一般很难被发现，对管道的负作用明显，会导致管道穿孔甚至断裂现象，使得管道集输的质量难以保证。
2.2 管道内部腐蚀机理
油气管道内腐蚀作用是指油气中腐蚀性气体或者卤水等与管道内部发生一系列化学或者电化学反应，对管道的内部造成腐蚀。油气中的腐蚀性气体主要有二氧化碳和二氧化硫等，它们具有较强腐蚀性，溶于水后发生电离，对金属管道产生化学腐蚀作用，同时产生的部分化学元素可以对管道产生电化学腐蚀作用，金属管道被腐蚀后容易导致局部硬度下降。二氧化碳溶于水后使得溶液的酸性增加，与金属反应生成FeCO3造成局部发生腐蚀。二氧化硫溶于水后，在氧气作用下与金属发生反应生成FeSO4，硫酸根离子可以与铁作用生成硫酸亚铁，对管道造成持续性的破坏作用。最后，管道内流体在输送过程中也能对管壁产生破坏作用，流体中含有沙粒和碎屑等颗粒物对管道内部磨蚀，降低了管道集输的整体质量。
2 油气集输管道外部防腐蚀技术
根据油气集输管道外部腐蚀机理，外部防腐技术主要有选用较好的防腐蚀材料、使用防腐蚀涂层、采取阴极保护措施等。
3.1 防腐蚀材料
管道外部腐蚀的主要影响因素是空气环境和直接与管道接触的外部土壤环境，这就要求工作人员在铺设管道前对当地的气候和土壤状况做详细的前期调研，根据腐蚀机理，优化对材料的选择，材料的防腐能力越高，则集输管道的油气输运质量越高，腐蚀的几率也会减少。与此同时，材料的透气能力，透水能力，安装的可操作性与后期的防护管理工作的简捷性都是在采购材料时必须要综合考虑的因素。
3.2 防腐蚀涂层
管道外部采用防腐蚀涂层是常用的防腐蚀措施。在管道外部喷涂防腐蚀层使管壁与腐蚀介质隔离开来，能够对管道表面起到隔离效果，降低腐蚀效果或者起到电化学保护作用。常用的涂层分为有机涂层、无机涂层和复合涂层等。有机涂层种类繁多，能够较好地抗酸、碱腐蚀，无机涂层生产工艺相对复杂，成本较高，需要加强研究降低成本，扩大应用规模；有机、无机复合涂层是使用有机材料与无机材料一起加工形成的涂层，通常具有较好的防腐蚀效果，使用寿命也较长。
3.3 阴极保护
在实际的油气管道铺设过程中，很多集输管道需要被铺设在海水环境里，所以，根据管线及外部环境的实际情况，工作人员们一般采取阴极保护技术来作为油气管道的防护措施。现阶段，我国的阴极保护技术在管道防腐工作中应用比较广泛，是“电化学”原理的典型应用措施。在对油气线路的阴极防护措施中，阳极会在该条件下发生明显的氧化还原反应，使其管线金属处成为阴极，海水等物质会与阴极发生“氧化还原”反应，在其表面生成金属保护层，从而保障了管道防腐工作的顺利进行。
结束语
总而言之，随着我国工业的进步，我国油气集输管道的防腐工作已经受到人们越来越多的重视，要做好油气集输管道的防腐工作，需要从防腐蚀材料、防腐涂层和阴极防腐技术入手，使我国的石油产业在激烈的国际竞争中占据一席之地。
参考文献
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